(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素領域を有する基板と、
前記各画素領域上に形成された複数のマイクロシャッタとを含み、
前記各マイクロシャッタは、
外部光の一部を透過する複数の第１開口部を有し、残りの光を反射する反射層と、
前記複数の開口部に対応し、前記外部光の一部を透過する複数の第２開口部を含むシャッタと、
前記シャッタの一側に配置され、
少なくとも、第１柔軟電極と、
前記第１柔軟電極に隣接する第２柔軟電極と、
前記第２柔軟電極を挟んで前記第１柔軟電極に隣接し、前記シャッタに接続する第３柔軟電極とを含む第１作動器とを含み、
前記第１、第２、及び第３柔軟電極に印加される電圧の大きさによって前記複数の第１開口部と前記複数の第２開口部とがオーバーラップする面積が調節されることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
複数の画素領域を有する基板と、
前記各画素領域上に形成された複数のマイクロシャッタとを含み、
前記各マイクロシャッタは、
外部光の一部を透過する複数の第１開口部を有し、残りの光を反射する反射層と、
前記複数の開口部に対応し、前記外部光の一部を透過する複数の第２開口部を含むシャッタと、
前記シャッタの一側に配置され、
少なくとも、第１柔軟電極と、
前記第１柔軟電極に隣接する第２柔軟電極と、
前記第２柔軟電極を挟んで前記第１柔軟電極に隣接し、前記シャッタに接続する第３柔軟電極とを含む第１作動器と、
前記シャッタの他側に配置され、
少なくとも、第４柔軟電極と、
前記第４柔軟電極に隣接する第５柔軟電極と、
前記第５柔軟電極を挟んで前記第４柔軟電極に隣接し、前記シャッタに接続する第６電極とを含む第２作動器とを含み、
前記第１作動器と第２作動器との柔軟電極に印加される電圧の大きさによって前記複数の第１開口部と前記複数の第２開口部とがオーバーラップする面積が調節されることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
前記第２柔軟電極に第１電圧が印加されると、前記第２柔軟電極と第３柔軟電極とがつながり、前記シャッタは第２位置に移動し、前記第１柔軟電極に前記第１電圧より大きい第２電圧が印加されると、前記第１柔軟電極と前記第２柔軟電極、前記第２柔軟電極と前記第３柔軟電極とがつながり、前記シャッタは第１位置に移動し、
前記第５柔軟電極に第１電圧が印加されると、前記第５柔軟電極と第６柔軟電極とがつながり、前記シャッタは第３位置に移動し、前記第４柔軟電極に前記第１電圧より大きい第２電圧が印加されると、前記第４柔軟電極と前記第５柔軟電極、前記第５柔軟電極と前記第６柔軟電極とがつながり、前記シャッタは第４位置に移動することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１作動器と前記第２作動器とが独立して駆動することを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１作動器の前記第１柔軟電極と前記第２柔軟電極とに接続された第１トランジスタと、
前記第２作動器の前記第４柔軟電極と前記第５柔軟電極とに接続された第２トランジスタとをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１作動器の第１柔軟電極に接続された第１トランジスタと、前記第１作動器の前記第２柔軟電極に接続された第１副トランジスタと、前記第２作動器の第４柔軟電極に接続された第２トランジスタと、前記第２作動器の第５柔軟電極に接続された第２副トランジスタとをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
【請求項７】
前記複数の第２開口部は前記第１副開口部と同一の大きさ及び形状で形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【請求項８】
前記基板に光を提供する光源をさらに含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロシャッタを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の反応速度を高めるために、ＭＥＭＳ（ｍｉｃｒｏ  ｅｌｅｃｔｒｏ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）の一種であるマイクロシャッタを利用したマイクロシャッタ表示装置が開発された。マイクロシャッタは、外部電圧が印加されると形状が変形する特性を有する。マイクロシャッタ表示装置は、マイクロシャッタの変形特性を利用して直接的に光を透過または遮断する。したがって、マイクロシャッタ表示装置は電圧レベルの低い駆動電圧に対しても速い応答速度を有する。
【０００３】
しかし、マイクロシャッタは光を透過または遮断する動作だけで構成されているので、２階調（ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ）しか表示することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国特許公開第１０−２００７−０１１４１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、複数の階調表現ができるマイクロシャッタを提供することにある。
【０００６】
本発明のその他の目的は、上述のマイクロシャッタを利用して多様な階調表現ができる表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施形態に係るマイクロシャッタは、外部光を透過する複数の第１開口部を有し、外部光を反射する反射層と、複数の第１開口部に対応し外部光を透過する複数の第２開口部を含むシャッタと、シャッタの一側に配置され、少なくとも３つの電極を含む第１作動器とを含む。第１作動器は、電極に印加される電圧の大きさによって複数の第１開口部と複数の第２開口部とがオーバーラップする面積を調節して３つ以上の階調を表示する。
【０００８】
第１作動器は、第１柔軟電極（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）と第２柔軟電極と第３柔軟電極とを含む。第２柔軟電極は第１柔軟電極に隣接して配置され、第３柔軟電極は第２柔軟電極を挟んで第１柔軟電極に隣接して配置され、第３柔軟電極はシャッタの一側に接続される。第２柔軟電極に第１電圧が印加されると、第２柔軟電極は第３柔軟電極につながり、シャッタが第１位置に移動する。第１柔軟電極に第１電圧より大きな第２電圧が印加されると、第１柔軟電極と第２柔軟電極と第３柔軟電極とが互いにつながり、シャッタが第２位置に移動する。シャッタの移動によって複数の第１開口部と複数の第２開口部とがオーバーラップする面積を調節する。
【０００９】
シャッタの他側には第１作動器と同一の構成を有し、少なくとも３つの電極を含む第２作動器を配置してもよい。第２作動器は電極に印加される電圧の大きさによって第１作動器と共に複数の第１開口部と複数の第２開口部とがオーバーラップする面積を調節して多数の階調を表示する。
【００１０】
第２作動器は、第４柔軟電極と第５柔軟電極と第６柔軟電極とを含む。第５柔軟電極は第４柔軟電極に隣接して配置され、第６柔軟電極は第５柔軟電極を挟んで第４柔軟電極に隣接して配置され、第６柔軟電極はシャッタに接続される。第５柔軟電極に第１電圧が印加されると、第５柔軟電極と第６柔軟電極とがつながり、シャッタが第３位置に移動する。第４柔軟電極に第１電圧より大きな第２電圧が印加されると、第４柔軟電極と第５柔軟電極と第６柔軟電極とが互いにつながり、シャッタが第４位置に移動する。シャッタの移動によって複数の第１開口部と複数の第２開口部とがオーバーラップする面積が調節される。
【００１１】
複数の第１開口部は互いに異なる大きさに形成してもよく、複数の第１開口部は、第１の大きさを有する複数の第１副開口部と、第１副開口部の大きさより小さな大きさを有する第２副開口部とから形成されてもよい。ここで、第２副開口部は第１副開口部の２５％の面積を有するように形成されてもよい。
【００１２】
また、複数の第２開口部は、第１副開口部と同一の大きさ及び形状に形成してもよい。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る表示装置は、複数の画素領域が規定された基板と、各画素領域ごとに形成されたマイクロシャッタとを含む。
【００１４】
本発明の一実施形態によると、第１作動器と第２作動器とは独立に駆動してもよい。第１作動器と第２作動器とが独立に駆動する場合には、第１作動器には第１作動器を駆動するための第１トランジスタが接続されてもよく、第２作動器には第２作動器を駆動するための第２トランジスタが接続されてもよい。ここで、第１トランジスタは第１作動器の第１柔軟電極と第２柔軟電極とに接続され、第２トランジスタは第２作動器の第４柔軟電極と第５柔軟電極とに接続される。
【００１５】
一方、本発明の他の実施形態によると、表示装置は、第１作動器の第１柔軟電極に接続され第１柔軟電極を駆動する第１トランジスタと、第１作動器の第２柔軟電極に接続され第２柔軟電極を駆動する第１副トランジスタと、第２作動器の第４柔軟電極に接続され第４柔軟電極を駆動する第２トランジスタと、第２作動器の第５柔軟電極に接続され第５柔軟電極を駆動する第２副トランジスタとを含むものであってもよい。
【００１６】
また、基板に隣接して基板に光を提供する光源が配置されてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の実施形態に係るマイクロシャッタは複数の階調を表現することができる。本件マイクロシャッタを利用した表示装置は、少数のマイクロシャッタを利用して多様な階調を表示することができるので、表示品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタを示す斜視図である。
【図２】図１のマイクロシャッタを上から眺めた平面図である。
【図３】図１のＩ-Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタを駆動した際のマイクロシャッタを上から眺めた平面図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタを駆動した際のマイクロシャッタを上から眺めた平面図である。
【図４Ｃ】本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタを駆動した際のマイクロシャッタを上から眺めた平面図である。
【図５Ａ】図４Ａのマイクロシャッタの各駆動状態に係る第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図５Ｂ】図４Ｂのマイクロシャッタの各駆動状態に係る第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図５Ｃ】図４Ｃのマイクロシャッタの各駆動状態に係る第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図６Ａ】本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタのシャッタと遮断層との形状のみを示す図である。
【図６Ｂ】本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタのシャッタと遮断層との形状のみを示す図である。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図７Ｂ】本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図７Ｃ】本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタを示す平面図である。
【図９Ａ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタのシャッタと遮断層との形状のみを示す平面図である。
【図９Ｂ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタのシャッタと遮断層との形状のみを示す平面図である。
【図１０Ａ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図１０Ｃ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図１０Ｄ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図１０Ｅ】本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部と第２開口部との位置関係を示す平面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態に係る表示装置を概念的に示す回路図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る表示装置を概念的に示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本明細書において実施形態に関して参照した図面は、図示された形態に限定することを意味するのではなく、請求項に記載された本発明の原理及び範囲内にある全ての変形例、等価物及び代案を含むことを意味するものある。また、図面では多層及び領域を明確に表現するために、一部の構成要素のスケールを拡張または縮小して表示している。明細書の全体において類似の参照符号は類似の構成要素を指称する。
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る表示装置を説明する。
【００２１】
図１は、本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタを示す斜視図であり、図２は、図１のマイクロシャッタを上から眺めた平面図であり、図３は図１のマイクロシャッタをＩ-Ｉ’線に沿って切断した断面図である。
【００２２】
図１乃至図３を参照すると、本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタは、基板１００と反射層５０とシャッタ部１とを含む。マイクロシャッタに隣接して光を提供する光源１１０が配置される。
【００２３】
基板１００はガラス、プラスチック、水晶などのような透明な絶縁物質で形成される。
【００２４】
反射層５０は基板１００の上に形成され、外部からの光、例えば光源１１０から出射される光を反射する役割を果たす。
【００２５】
反射層５０には複数の第１開口部５１が基板１００の上に配置される。第１開口部５１は外部光が通過する経路を提供する。第１開口部５１を除いた部分に進行する光は反射層５０で反射する。
【００２６】
光源１１０はマイクロシャッタに光を提供する。図３に示すように、光源１１０が基板１００の下方の一側に配置される場合、反射層５０は、光源１１０から出射して下方向や上方向に進行する光を反射、または透過させる。
【００２７】
上述の第１開口部５１は、シャッタ７０の第２開口部７１に対応して外部からの光を遮断し、または透過する。シャッタ７０の第２開口部７１については後述する。
第１実施形態では第１開口部５１が同一の大きさで２つ形成されたものを示した。しかし、第１開口部５１は本実施形態のように、同一の大きさで形成されてもよいが、互いに異なる大きさで形成されてもよい。第１開口部の個数も変更してもよい。例えば、第１開口部５１が２つで形成される場合、１つを大きく、他の１つを小さく形成してもよい。
【００２８】
シャッタ部１は、シャッタ７０とシャッタ７０を移動させる作動器ＯＰ１とを含む。
【００２９】
シャッタ７０は、板状に形成され、基板１００に対して平行に配置される。シャッタ７０は光を遮断するために不透明な物質から構成される。
【００３０】
シャッタ７０には第１開口部５１に対応する第２開口部７１が配置される。第２開口部７１は第１開口部５１と同一の形、大きさ及び個数で形成される。第２開口部７１は、第１開口部５１とオーバーラップするとき、その形態や個数が第１開口部５１と一致するように形成される。他の実施形態では第１開口部５１と第１開口部５１に対応する第２開口部７１との個数と形が異なるように形成してもよい。
【００３１】
シャッタ７０の一側には第１作動器ＯＰ１が配置される。作動器ＯＰ１は、シャッタ７０を基板１００の表面に対して平行であり、かつ基板１００の表面との間隔を維持したまま、シャッタ７０から第１作動器ＯＰ１に向かう方向Ｄ１（以下、第１方向）へ移動させる。シャッタ７０は、第１作動器ＯＰ１の駆動によって第１方向Ｄ１に移動する。符号Ｄ２は第１方向の逆方向である。
【００３２】
第１作動器ＯＰ１は、少なくとも３つの電極から構成される。第１作動器ＯＰ１は、第１柔軟電極１０と第２柔軟電極２０と第３柔軟電極３０とを有する。第１柔軟電極１０乃至第３柔軟電極３０は、各々所定間隔をあけて配置される。第１柔軟電極１０乃至第３柔軟電極３０は、第１作動器ＯＰ１から第２方向Ｄ２に向かって順次配置される。すなわち、第２柔軟電極２０は第１柔軟電極１０に隣接して配置され、第３柔軟電極３０は第２柔軟電極２０を挟んで第１柔軟電極１０に隣接して配置され、第３柔軟電極３０はシャッタ７０に直接接続される。
【００３３】
第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０の各々は、支持部１３、２３、３３と柔軟部１１、２１、３１とから構成される。第１柔軟電極は第１支持部と第１柔軟部とを有する。第２柔軟電極は第２支持部と第２柔軟部とを有する。第３柔軟電極は第３支持部と第３柔軟部とを有する。支持部１３、２３、３３は、第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０を反射層５０の上に固定する。柔軟部１１、２１、３１は、ビームのような形状（ｂｅａｍ  ｌｉｋｅ  ｓｈａｐｅ）に形成され、支持部１３、２３、３３にそれぞれ接続される。柔軟部１１、２１、３１は、静電気の力によって柔軟に変動するという弾力性を有する。支持部１３、２３、３３は、基板１００に接続され、柔軟部１１、２１、３１が基板１００から所定間隔をあけて動くように基板１００と柔軟部との間隔を維持する。
【００３４】
第１柔軟電極１０は、中央に形成された第１支持部１３と第１支持部１３の両側に長く延長形成された第１柔軟部１１とを有する。第１柔軟部１１は実質的にシャッタ７０の一側辺の延長方向に延長される。第２柔軟電極２０は互いに向き合う２つの部分からなり、その２つの部分はシャッタ７０の一側辺に沿って分離して配置される。その２つの部分は、おのおの第２柔軟部２１および第２支持部２３を構成する。第３柔軟電極３０は第２柔軟電極２０とシャッタ７０との間に配置される。第３支持部３３は第２支持部２３に隣接して形成される。第３柔軟部３１は、第２柔軟部２１と所定の間隔をあけつつ、第２柔軟部２１に沿って延長される。第３柔軟部３１も互いに隔離された２つの部分からなり、その２つの部分はシャッタ７０の側面から間隔をあけて形成される。その２つの部分はそれぞれ第３柔軟電極３１と第３支持部３３とから構成される。その一部分である第３柔軟電極３１の一端は、他方部分の第３電極３１の一端と対向し、第３柔軟電極３１の延長部方向にある他の一端は、それぞれシャッタ７０の方に曲がってシャッタ７０に接続する。第３支持部３３は、第３柔軟電極３１がそれぞれ対向する方向の他端に位置する。
【００３５】
ここで、第２柔軟電極２０は、第１柔軟電極１０及び第３柔軟電極３０より低い柔軟性を有する。第２柔軟電極２０が第１柔軟電極１０と第３柔軟電極３０の柔軟性より低い柔軟性を有するように、第２柔軟部２１の厚さや幅を第１柔軟部１１及び第３柔軟部３１の厚さや幅より大きく形成し、または第２柔軟部２１を第１柔軟部１１及び第３柔軟部３１より柔軟性の低い物質から構成するという方法で実現してもよい。
【００３６】
第１柔軟電極１０乃至第３柔軟電極３０の支持部１３、２３、３３と柔軟部１１、２１、３１との幅または大きさなどは多様に変更させてもよい。
【００３７】
上述のような構成を有する本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタの駆動方法は次の通りである。
【００３８】
図４Ａ乃至図４Ｃは、本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタを駆動した際のマイクロシャッタを上から眺めた平面図であり、図５Ａ乃至５Ｃは、図４Ａ乃至図４Ｃのマイクロシャッタの各駆動状態に係る第１開口部５１と第２開口部７１との位置関係を各々示す平面図である。
【００３９】
図４Ａ及び図５Ａは、本発明の第１実施形態に係るマイクロシャッタの第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０に電圧を印加しなかった場合を示す平面図である。図４Ａ及び図５Ａに示すように、第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０に電圧を印加しなかった場合には、第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０の各々の間は互いに離隔されている。このとき、第１開口部５１と第２開口部７１とのオーバーラップ部分がなく、シャッタ７０は閉じた状態となり、透過する光がないのでブラック（ｂｌａｃｋ）を示す。
【００４０】
図４Ｂ及び図５Ｂは、第１柔軟電極１０と第２柔軟電極２０とに所定の第１電圧を印加した場合を示す平面図である。第１電圧によって第１柔軟電極１０及び第２柔軟電極２０と第３柔軟電極３０との間に静電気による引力が形成される。ここで、第１電圧は、第３柔軟電極３０を静電気による引力によって第２柔軟電極２０につなげることができる程度の電圧レベルを有するが、第３柔軟電極３０と第１柔軟電極１０との間の静電気による引力によって第１乃至第３柔軟電極３０の全部をつなげることができる程度の電圧レベルには至らない。
【００４１】
すなわち、第１柔軟電極１０と第２柔軟電極２０とに第１電圧が印加されると、シャッタ７０に接続された第３柔軟電極３０が静電気による引力によって第２柔軟電極２０につなげる。しかし、第２柔軟電極２０は第１柔軟電極１０及び第３柔軟電極３０より柔軟性が低く、第１電圧は第２柔軟電極２０を動かすことができる程には大きくないので、第２柔軟電極２０は、第３柔軟電極３０が第２柔軟電極２０及び第１柔軟電極１０の両方につなげることを阻むバリアの役割を果たす。したがって、第２柔軟電極２０は第１柔軟電極１０とは離隔されたまま、第３柔軟電極３０のみが第２柔軟電極２０につなげられる。その結果、第３柔軟電極３０に接続されたシャッタ７０は最初の位置Ｌ０から第１位置Ｌ１まで第１方向Ｄ１に移動する。
【００４２】
これによって、第１開口部５１と第２開口部７１とはシャッタ７０が移動した距離だけオーバーラップする。仮に第１開口部５１と第２開口部７１とが完全に一致する場合、すなわち、シャッタ７０が完全に開かれた場合の透過率を１００％とすると、図４Ｂと図５Ｂではシャッタ７０が第１開口部５１の面積の約５０％が開かれた状態に該当するので、透過率は５０％になり、灰色を表示する。
【００４３】
図４Ｃ及び図５Ｃはマイクロシャッタの第１柔軟電極１０と第２柔軟電極２０とに所定の第２電圧を印加した場合を示す平面図である。第２電圧は第１電圧より高いレベルの電圧であり、第１柔軟電極１０と第３柔軟電極３０との間の静電気による引力によって第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０の全部をつなげることができる程度の電圧レベルに該当する。すなわち、第２電圧が第１柔軟電極１０と第２柔軟電極２０に印加された場合、第３柔軟電極３０と第１柔軟電極１０と第２柔軟電極２０との間の静電気力は第１電圧が印加された場合より大きい。この場合の静電気力は第２柔軟電極２０の低い柔軟性によるバリアを克服することができる程度に大きい。その結果、第１柔軟電極１０、第２柔軟電極２０及び第３柔軟電極３０は全てつながり、第３柔軟電極３０に接続されたシャッタ７０は第３柔軟電極３０が移動した距離だけ第１方向Ｄ１に移動し、第２位置Ｌ２まで移動する。
【００４４】
このように、シャッタ７０の移動によって第１開口部５１と第２開口部７１とは完全にオーバーラップする。この場合、シャッタ７０の１００％が開かれた状態に該当するので、透過率は１００％になり、ホワイトを表示する。
【００４５】
第１柔軟電極１０乃至第３柔軟電極３０は、第１柔軟電極１０乃至第３柔軟電極３０のうち、いずれの電極にも電圧が印加されない場合、弾力性によって最初の位置に戻る。
【００４６】
上述のように、本発明の一実施形態に係るマイクロシャッタは、第１開口部５０と第２開口部７０とのオーバーラップの程度によってブラックとホワイト以外の灰色階調も表示することができる。
【００４７】
本発明の一実施形態に係るマイクロシャッタにおいて、複数の第１開口部５１は互いに異なる大きさで形成されてもよい。図６Ａと図６Ｂは本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタのシャッタと遮断層との形状を各々示し、第１開口部が互いに異なる大きさで形成された実施形態を示す。本発明の第２実施形態では重複した説明を避けるために図１乃至図３を参照して、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。以下、同一の番号は同一の構成要素を示す。
【００４８】
図６Ａと図６Ｂに示すように、本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタにおいて、第１開口部５１は、第１副開口部５１ａと第１副開口部５１ａより小さい第２副開口部５１ｂとを有する。第１副開口部５１ａと第２副開口部５１ｂの大きさは、表示しようとする階調（または光透過率）によって多様な割合で調節してもよい。例えば、第２副開口部５１ｂは、第１副開口部５１ａの１０％、２５％、５０％などの面積を有するように形成してもよい。以下、一例として第２副開口部５１ｂは第１副開口部５１ａの２５％の面積を有するように示した。ここで、第２開口部７１は第１副開口部５１ａと同一の大きさ及び形態で配置される。
【００４９】
図７Ａ乃至図７Ｃは、本発明の第２実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態における第１開口部５１と第２開口部７１との位置関係を各々示す平面図である。
【００５０】
図７Ａは、マイクロシャッタの第１作動器ＯＰ１の第１乃至第３柔軟電極１０、２０、３０に電圧を印加しなかった場合を示す平面図である。第２開口部７１は第１開口部５１の第２副開口部５１ｂとオーバーラップする。第１副開口部５１ａが第２開口部７１と完全にオーバーラップする場合の透過率を１００％とすると、第２副開口部５１ｂは第１副開口部５１ａ面積の２５％に該当するので、第２副開口部５１ｂが第２開口部７１と完全にオーバーラップする場合には２５％の透過率を有し、灰色を表示する。
【００５１】
図７Ｂは、第１実施形態と同一の方式でマイクロシャッタに所定の第１電圧を印加した場合を示す平面図である。第２実施形態に係るマイクロシャッタの第１動作器ＯＰ１に第１電圧が印加されると、シャッタ７０は第３柔軟電極３０が移動した距離だけ第１方向Ｄ１に移動する。これによって、第２開口部７１は、第１開口部５１の第１副開口部５１ａと第２副開口部５１ｂとの間に位置し、第１開口部５１と第２開口部７１とがオーバーラップする部分はない。結局、この場合、マイクロシャッタは透過率が０％になり、ブラックを表示する。
【００５２】
図７Ｃは、第１実施形態と同一の方式でマイクロシャッタに所定の第２電圧を印加した場合を示す平面図である。この時、シャッタ７０の第２開口部７１は第１開口部５１と完全にオーバーラップし、その結果、マイクロシャッタは透過率が１００％になり、ホワイトを表示する。
【００５３】
第１乃至第２実施形態ではシャッタの一側にだけ作動器が配置された場合を示したが、本発明に係る他の実施形態ではシャッタの他側にも作動器が配置されてもよい。
【００５４】
図８は、本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタを示す平面図であり、図９Ａと図９Ｂは本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタのシャッタと遮断層との形状のみを各々示す平面図として、シャッタの他側に第２作動器が配置されたものを示す。本発明の第３実施形態では重複した説明を避けるために、図１乃至図３を参照して、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。以下、同一の番号は同一の構成要素を、類似の番号は類似の構成要素を示す。
【００５５】
図８、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタには第２作動器ＯＰ２が配置される。第２作動器ＯＰ２はシャッタ７０の一側に配置された第１作動器ＯＰ１に対応してシャッタ７０の他側に対称的に配置される。第２作動器ＯＰ２は第１作動器ＯＰ１の駆動方向と反対の方向、すなわち第１方向Ｄ１の逆方向である第２方向Ｄ２に、第１作動器ＯＰ１と対称的にシャッタ７０を移動させる。これによって、第２作動器ＯＰ２はシャッタ７０の位置を第２方向Ｄ２に容易に移動させることができる。第３実施形態によると、第１作動器ＯＰ１の弾力性に依存してシャッタ７０の位置を回復する第１実施形態及び第２実施形態に比較してマイクロシャッタの駆動速度が速くなる。
【００５６】
第２作動器ＯＰ２は第１作動器ＯＰ１と同一の構成を有し、シャッタ７０の移動方向が第２方向Ｄ２となるように、第４柔軟電極１０’と第５柔軟電極２０’と第６柔軟電極３０’とを含む。第２作動器ＯＰ２の第４柔軟電極１０’、第５柔軟電極２０’及び第６柔軟電極３０’は、第１作動器ＯＰ１の第１柔軟電極１０、第２柔軟電極２０及び第３柔軟電極３０に各々対応し、各々第２作動器ＯＰ２の未説明符号は各々第１作動器ＯＰ１の類似の符号の構成要素に対応する。シャッタ７０の移動方向以外の駆動方法は第１作動器ＯＰ１と同一である。
【００５７】
本発明の第３実施形態では、マイクロシャッタの第１開口部５１が、複数個の第１副開口部５１ａと、第１副開口部５１ａより小さい大きさを有する複数個の第２副開口部５１ｂとを含む場合を一例として示す。第１副開口部５１ａと第２副開口部５１ｂとは１つずつ交互配置される。第１副開口部５１ａと第２副開口部５１ｂとの大きさは表示しようとする階調（または光透過率）によって多様な割合で調節してもよいが、一例として、第２副開口部５１ｂは第１副開口部５１ａの２５％の面積を有するように示した。第２開口部７１は第１副開口部５１ａと同一の大きさ及び形態で配置される。
【００５８】
図１０Ａ乃至図１０Ｅは、本発明の第３実施形態に係るマイクロシャッタの各駆動状態による第１開口部５１と第２開口部７１との位置関係を各々示す平面図である。
【００５９】
図１０Ａは、第１作動器ＯＰ１及び第２作動器ＯＰ２に電圧を印加しなかった場合を示す平面図である。ここで、マイクロシャッタの第２開口部７１の各々は対応する第１開口部５１の第１副開口部５１ａの一部領域、すなわち、第１副開口部５１ａの約１／３とオーバーラップする。これによって、第２開口部７１と第１副開口部５１ａとが完全に一致する場合を透過率１００％のホワイトとする（以下同様）と、約３３％の透過率を有し、灰色を表示する。
【００６０】
図１０Ｂは、第１作動器ＯＰ１及び第２作動器ＯＰ２のうち第１作動器ＯＰ１に第１電圧を印加した場合を示す平面図である。ここで、マイクロシャッタのシャッタ７０は第１方向Ｄ１に移動する。その結果、第２開口部７１と第１開口部５１の第１副開口部５１ａの面積が約５０％オーバーラップし、約５０％の透過率を有し、図１０Ａより明るい灰色を表示する。
【００６１】
図１０Ｃは、第１作動器ＯＰ１及び第２作動器ＯＰ２のうち第１作動器ＯＰ１に第２電圧を印加した場合を示す平面図である。ここで、マイクロシャッタのシャッタ７０は第１方向Ｄ１に移動し、図１０Ｂでのシャッタ７０の位置より第１作動器ＯＰ１にさらに近づく。その結果、第２開口部７１と第１開口部５１の第１副開口部５１ａとが完全にオーバーラップし、１００％の透過率を有する。これによって、マイクロシャッタはホワイトを表示する。
【００６２】
図１０Ｄは、第１作動器ＯＰ１及び第２作動器ＯＰ２のうち第２作動器ＯＰ２に第１電圧を印加した場合を示す平面図である。ここで、マイクロシャッタのシャッタ７０は電圧が印加されなかった場合に比較して第２方向Ｄ２に移動する。その結果、第２開口部７１と第１開口部５１の第１副開口部５１ａ及び第２副開口部５１ｂとはオーバーラップする部分がなく、０％の透過率を有する。これによって、マイクロシャッタはブラックを表示する。
【００６３】
図１０Ｅは、第１作動器ＯＰ１及び第２作動器ＯＰ２のうち第２作動器ＯＰ２に第２電圧を印加した場合を示す平面図である。ここで、マイクロシャッタのシャッタ７０は第２方向Ｄ２に移動し、図１０Ｄのシャッタ７０の位置より第２作動器ＯＰ２にさらに近づく。その結果、第２開口部７１と第１開口部５１の第２副開口部５１ｂとは完全にオーバーラップし、２５％の透過率を有する。これによって、マイクロシャッタは図１０Ａよりさらに暗い灰色を表示する。
【００６４】
本発明の第１乃至第３実施形態において、第１開口部５１が複数個形成される場合、または第１開口部５１が第１副開口部５１ａ及び第２副開口部５１ｂから形成される場合、あるいは第１副開口部５１ａ及び第２副開口部５１ｂが各々複数で形成される場合において、第１開口部５１の位置、形状及び大きさなどは第２開口部７１とオーバーラップする程度を調節するために多様に形成してもよい。
【００６５】
本発明の一実施形態はマイクロシャッタを有する表示装置を含み、図１１は、本発明の第１実施形態に係る表示装置を概念的に示す回路図であり、図１２は、本発明の第２実施形態に係る表示装置を概念的に示す回路図である。
【００６６】
本実施形態に係る表示装置では重複した説明を避けるために、第１乃至第３実施形態に係るマイクロシャッタを参照して同一の内容は説明を省略する。以下、図面において複数の画素領域ＰＡのうち、説明の便宜上、１つの画素領域ＰＡのみを示すが、他の画素領域ＰＡも同一の構造を有する。
【００６７】
図１１を参照すると、本発明の第１実施形態または第２実施形態に係る表示装置は、複数の画素面積ＰＡが規定された基板と、各画素領域ＰＡに形成されたゲートラインＧＬと、データラインＤＬと、トランジスタＴＲと、マイクロシャッタＭＳとを含む。ゲートラインＧＬは基板上に一方向に延長して形成され、データラインＤＬはゲートラインＧＬに交差して形成される。ゲートラインＧＬとデータラインＤＬとの各交差点にはトランジスタＴＲが形成される。各トランジスタＴＲにはマイクロシャッタＭＳが電気的に接続される。
【００６８】
マイクロシャッタＭＳには、第１実施形態または第２実施形態に係るマイクロシャッタを使用してもよく、この場合、トランジスタＴＲには第１実施形態または第２実施形態に係るマイクロシャッタの第１動作器が接続される。
上記の構造を有する表示装置は、ゲートラインＧＬからのスキャン信号に応答してデータラインＤＬからの画素信号をマイクロシャッタＭＳに供給することによって駆動する。この結果、マイクロシャッタＭＳが光の透過率を変化させることによって、画像を表示する。
【００６９】
図１２を参照すると、本発明の第３実施形態に係る表示装置は、複数の画素領域ＰＡが規定された基板と、画素領域ＰＡに形成されたゲートラインＧＬと、第１データラインＤＬ１と、第２データラインＤＬ２と、第１トランジスタＴＲ１と、第２トランジスタＴＲ２と、マイクロシャッタＭＳとを含む。
【００７０】
ゲートラインＧＬは基板上に一方向に延長して形成され、第１データラインＤＬ１及び第２データラインＤＬ２はゲートラインＧＬに交差して形成される。ゲートラインＧＬと第１データラインＤＬ１との交差点には第１トランジスタＴＲ１が配置され、ゲートラインＧＬと第２データラインＤＬ２との交差点には第２トランジスタＴＲ２が配置される。第１トランジスタＴＲ１と第２トランジスタＴＲ２には各々マイクロシャッタＭＳが電気的に接続される。ここで、マイクロシャッタＭＳには第３実施形態に係るマイクロシャッタを使用してもよく、この場合、第１トランジスタＴＲ１は第３実施形態に係るマイクロシャッタの第１動作器に接続され、第２トランジスタＴＲ２は第３実施形態に係るマイクロシャッタの第２動作器に接続される。
【００７１】
前記構造を有する表示装置は、ゲートラインＧＬからのスキャン信号に応答して、第１データラインＤＬ１と第２データラインＤＬ２からの画素信号を各々マイクロシャッタＭＳに供給することによって駆動する。この結果、マイクロシャッタＭＳが光の透過率を変化させることによって、画像を表示する。
【００７２】
本発明の第３実施形態に係る表示装置において、マイクロシャッタＭＳを駆動する第１トランジスタＴＲ１と第２トランジスタＴＲ２は、各々上述のように第１データラインＤＬ１と第２データラインＤＬ２とを通じて別個の画素信号を供給することによって、独立して駆動する。この場合、マイクロシャッタＭＳの第１動作器の第１柔軟電極と第２柔軟電極は第１トランジスタＴＲ１に接続され、第２動作器の第４柔軟電極と第５柔軟電極は第２トランジスタＴＲ２に接続される。
【００７３】
本発明の他の実施形態において、第１動作器の第１柔軟電極と第２柔軟電極も互いに独立して駆動するものであってもよい。また、第２動作器の第４柔軟電極と第５柔軟電極も互いに独立して駆動するものであってもよい。この場合、第１動作器の第１柔軟電極には第１トランジスタを、第２柔軟電極には第１副トランジスタを接続してもよく、第２動作器の第４柔軟電極には第２トランジスタを、第５柔軟電極には第２副トランジスタを接続してもよい。
【００７４】
上述のように、本発明の実施形態に係るマイクロシャッタは、ブラックとホワイトの階調のみを表示することができる既存のマイクロシャッタと異なり、中間階調の多様な表現ができる。既存のマイクロシャッタはブラックとホワイトの階調表示のみ可能であるので、中間階調を表示するために複数のマイクロシャッタを独立して利用していた。例えば、５０％の透過率を有する階調を表示するためには、２つのマイクロシャッタを１つのセルに形成しなければならなかった。この場合、各マイクロシャッタを１つのセルに形成し、各々にトランジスタのような駆動装置及び配線を追加しなければならない。また、それ以外の方法では、１つのマイクロシャッタを時間差を置いて複数回開閉することによって、階調表示してもよいが、この場合、マイクロシャッタを高速で駆動することができるトランジスタを配置しなければならない。しかし、本発明の実施形態によると、１つのマイクロシャッタのみで３つ以上の階調を表示することができるので、既存のマイクロシャッタより少ない数のマイクロシャッタを利用して多様な階調表示ができる。また、マイクロシャッタを複数回開閉しなくても中間階調を表示できるので、低速のトランジスタでもマイクロシャッタを駆動することが可能である。
【００７５】
以上、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当技術分野における熟練した当業者または該当技術分野における通常の知識を有する者であれば、後述の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び技術範囲から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができると理解することができる。
【００７６】
したがって、本発明の技術的範囲は明細書の詳細な説明に記載された内容に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって決められなければならない。
【符号の説明】
【００７７】
１０  第１柔軟電極               
２０  第２柔軟電極
３０  第３柔軟電極               
５０  反射層
５１  第１開口部                 
７０  シャッタ
７１  第２開口部                 
ＯＰ１  第１作動器
ＯＰ２  第１作動器
【図１】
0005599210.tif 000002
【図２】
0005599210.tif 000003
【図３】
0005599210.tif 000004
【図４Ａ】
0005599210.tif 000005
【図４Ｂ】
0005599210.tif 000006
【図４Ｃ】
0005599210.tif 000007
【図５Ａ】
0005599210.tif 000008
【図５Ｂ】
0005599210.tif 000009
【図５Ｃ】
0005599210.tif 000010
【図６Ａ】
0005599210.tif 000011
【図６Ｂ】
0005599210.tif 000012
【図７Ａ】
0005599210.tif 000013
【図７Ｂ】
0005599210.tif 000014
【図７Ｃ】
0005599210.tif 000015
【図８】
0005599210.tif 000016
【図９Ａ】
0005599210.tif 000017
【図９Ｂ】
0005599210.tif 000018
【図１０Ａ】
0005599210.tif 000019
【図１０Ｂ】
0005599210.tif 000020
【図１０Ｃ】
0005599210.tif 000021
【図１０Ｄ】
0005599210.tif 000022
【図１０Ｅ】
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【図１１】
0005599210.tif 000024
【図１２】
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